探析高压加氢裂化装置仿真培训系统开发

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1、青岛科技大学硕士学位论文高压加氢裂化装置仿真培训系统开发姓名：郑云栋申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：项曙光20090606青岛科技大学研究生学位论文高压加氢裂化装置仿真培训系统开发摘要某炼油公司400万吨／年高压加氢裂化装置是一套在建新装置，工艺复杂，操作难度大，精度要求高。为了更好的辅助操作人员熟悉工艺和掌握操作，采用仿真技术成功开发出高压加氢裂化装置的全流程仿真培训系统。该系统对确保生产装置的成功开车和平稳高效运行具有重要意义。整个仿真系统的开发包括三个主要部分：仿DCS系统、工艺仿真系统和评分系统。仿DCS系统开发包括数据库组态和系统画面组态。工艺仿真系统的开发则是通过工艺

2、仿真软件调用已有单元模块和新建的单元模块，建立全流程的工艺和设备模型。评分系统开发包括开停工以及故障的设置和评分。各个系统通过OPC联系，完成相互之间的通讯。本文还简单介绍了常用的几种单元模型，如换热器、压缩机、泵等，并且比较详细的阐述了加氢裂化反应器模型和分馏塔模型的实现过程。加氢裂化反应器采用了简化的集总动力学模型，该体系按照集总动力学原则将原料和产品分别集总，即原料油、柴油、航空煤油、重石脑油、轻石脑油、气体。这样处理使反应的复杂度大大降低，能保证一定的精度，并且使运算大大简化。在建立分馏塔模型时，对每层塔盘除了进行质量、热量、组分归一和相平衡的计算外，还进行了水力学计算。为了增加侧

3、线采出的稳定性，在塔的模型中增加了“蓄液池"，由此建立了分馏塔动态模型。仿真培训系统运行实践表明，仿DCS操作得到了客户的认同，并且模型的计算结果与装置的设计数据非常接近。由于模型开发具有较强的机理性，从整体工艺的模拟情况看，整个模拟过程能够很好地反映装置实际运行情况，具有较好的动态特性，不仅可以用来进行仿真培训，还可用于技术人员对工艺过程的技术改造以及控制系统的研究。关键词：加氢裂化；数学模型；动态模拟；仿真培训系统青岛科技大学研究生学位论文DEVELOPⅣ匝NTOFDYNAMCPROCESSSI蚤小丁I，ATIONTRADⅡNGSYSTEMFORmGH．PRESSUREHYDROCRA

4、CKINGUNITABSTRACTFourmilliontonsofHigh-pressureHydrocrackingUnitisanewbuildingHydrocrackprogramofaRefineryCorporation．Becausethisproductionunitisrathercomplexandhardtobeoperated，adynamicprocesssimulationtrainingsystemforHigh-pressureHydrocrackingUnitWaSdevelopedtoaSsisttheoperators．Ithasallimporta

5、ntmeaningtohelpstartingupandmaintainingthesmoothrunningofHydrocrackingunit．Thedevelopmentofthesystemconsistsofthreesections：virttlalDCSsystem,processsimulationsystem，evaluationsystem．ThefirstonewastodevelopthevirtualDCSsystem．ThisworkincludedconfigurationofdatabaSeandconfigurationofinterfaceofsyst

6、em．ThesecondoneWaStoestablishprocesssimulationsystem．Thewholeprocessandequipmentmodel、)l眦setupbyselectingoldmodulesandestablishingnewunitmodules．The廿1irdonewastheconfigurationofevaluationsystemforthestart-uporshutdownoftheplantandaccident,whichcanevaluatethetrainingoftrainers．OPCWaSusedtolinktheab

7、ovesections．Inthispaper,theunitmodelsincomlnonuseweresimplyintroduced，suchaSexchanger，compressorandpump．Also，somecomplexmodelslikereactoranddistillationcolumnwereexpatiated．Asimplifiedlumpmodelforhydrocrackingrea